Backtrader und Zipline mit unterstützten Trading-Strategien vergleichen
Zusammenfassung
Dieses Notebook vergleicht die Übereinstimmung von Backtrader, Zipline Reloaded und einem internen Trading-Framework anhand ausgewählter realer Strategien aus Fallstudien. Es umfasst ETF und US-Vergleiche mit US-Aktienpanels für beide externen Engines sowie CME-Futures- und USD-notierte FX-Vergleiche mit Backtrader. Die Prüfung kontrolliert Ausführungskurse und -mengen, Bewertungszeitpunkte und Kontostände auf Cent-Genauigkeit. Nicht unterstützte Asset-Modelle werden aufgeführt, statt als erfolgreiche Vergleiche gewertet zu werden; in dieser Prüfung wird für keine der beiden Engines eine native Unterstützung der Finanzierung von Krypto-Perpetuals angenommen.
Das Notebook dokumentiert außerdem die reine Laufzeit der Engines für bestandene Vergleiche und präsentiert synthetische Stresstests mit passenden Framework-Profilen. Es weist darauf hin, dass die Zeitmessung Daten und Adaptervorbereitung ausschließt und nicht auf andere Strategien oder Rechner übertragen werden sollte. Synthetische Stresstests liefern ergänzende Evidenz zum Arbeitsaufwand und zu Ereigniskonventionen; ihre Endwerte weichen voneinander ab, da jedes Profil seinen eigenen Framework-Konventionen folgt. Die angegebenen bestandenen Prüfungen beschreiben die getesteten Kombinationen und belegen keine Übereinstimmung für andere Instrumente, Engine-Funktionen oder Ausführungsannahmen.
Kernaussagen
- Die Prüfung vergleicht Ausführungen, Bewertungen, Zeitstempel und Kontostände für unterstützte Kombinationen aus Strategie und Engine.
- Backtrader wird mit ETFs, US Aktien, CME Futures und in USD notierten FX getestet; Zipline mit ETFs und US Aktien.
- Nicht unterstützte Asset-Modelle werden bei der Berechnung der Bestehensquote ausgeschlossen, statt als unterstützt zu gelten.
- Die Laufzeitmessungen umfassen nur den Aufruf der Engine und sind möglicherweise nicht auf andere Rechner oder Strategien übertragbar.
- Synthetische Stresstests untersuchen Umfang und Ereigniskonventionen; die erforderlichen Vergleiche liefern jedoch die Zeilen mit realen Daten.
Schlagwörter
Volltext
# 17_backtrader_zipline_engine_parity.py
```py
# ---
# jupyter:
# jupytext:
# cell_metadata_filter: tags,-all
# text_representation:
# extension: .py
# format_name: percent
# format_version: '1.3'
# jupytext_version: 1.19.3
# kernelspec:
# display_name: Python 3
# language: python
# name: python3
# ---
# %% [markdown]
# # Backtrader and Zipline on Current Case-Study Strategies
#
# This notebook reports the Backtrader and Zipline Reloaded rows from the current real-strategy
# audit. It does not infer asset support from ML4T's configurability: a pair is included only when
# the external engine and frozen bundle can express the same native contract.
#
# **Learning objectives**
#
# - Compare Backtrader and Zipline against ML4T on supported real strategies
# - Apply a monetary comparison unit to account values without weakening fill comparison
# - Interpret the measured engine-only runtime boundary
# - Use synthetic stress evidence as a secondary conformance result
#
# **Book reference**: Chapter 16, Section 16.3
# %% [markdown]
# ## Setup
# %%
"""Current Backtrader and Zipline parity evidence."""
import json
import polars as pl
from IPython.display import display
from utils.paths import get_chapter_dir
# %% tags=["parameters"]
# Production defaults - Papermill injects overrides after this cell
ROUND_SECONDS = 3
# %%
AUDIT_PATH = get_chapter_dir(16) / "resources" / "framework_parity_audit.json"
audit = json.loads(AUDIT_PATH.read_text(encoding="utf-8"))
FRAMEWORKS = ["backtrader", "zipline"]
FRAMEWORK_NAMES = {
key: f"{audit['frameworks'][key]['display_name']} {audit['frameworks'][key]['version']}"
for key in FRAMEWORKS
}
CASE_NAMES = {
"etfs": "ETF allocation",
"cme_futures": "CME futures",
"crypto_perps_funding": "Crypto perpetual funding",
"fx_pairs": "FX allocation (USD-quoted pairs)",
"us_equities_panel": "US equity panel",
}
# %% [markdown]
# ## 1. Required comparisons
# %% tags=["results"]
results = (
pl.DataFrame(audit["real_strategy_records"])
.filter(pl.col("framework").is_in(FRAMEWORKS))
.with_columns(
pl.col("case_study").replace_strict(CASE_NAMES).alias("strategy"),
pl.col("framework").replace_strict(FRAMEWORK_NAMES).alias("engine"),
)
.select(
"strategy",
"engine",
"status",
"fills",
"valuations",
"valuation_timestamps_match",
"equity_gap",
"equity_raw_gap",
"terminal_gap",
"terminal_raw_gap",
)
.sort("strategy", "engine")
)
assert results.height == 6
assert results.filter(pl.col("status") == "pass").height == 6
assert results["valuation_timestamps_match"].all()
display(results)
# %% [markdown]
# Backtrader and Zipline both participate in the ETF and US equity-panel comparisons. Backtrader
# also participates in the CME and USD-quoted foreign-exchange comparisons. The fill stream is
# compared at eight-decimal price precision and five-decimal quantity precision, while account
# values must round to the same cent. Zipline has no required CME or spot-FX row because the frozen
# inputs do not map to its native asset models.
# %% [markdown]
# ## 2. Unsupported asset models
# %% tags=["results"]
unsupported = (
pl.DataFrame(audit["unsupported_records"])
.filter(pl.col("framework").is_in(FRAMEWORKS))
.with_columns(
pl.col("case_study").replace_strict(CASE_NAMES).alias("strategy"),
pl.col("framework").replace_strict(FRAMEWORK_NAMES).alias("engine"),
)
.select("strategy", "engine", "reason")
.sort("strategy", "engine")
)
display(unsupported)
# %% [markdown]
# Neither engine is credited with crypto-perpetual funding support it does not natively provide.
# Unsupported rows are excluded from the pass denominator.
# %% [markdown]
# ## 3. Engine-only timing
#
# Timing is retained only for correctness-passing rows and covers the engine call only.
# %% tags=["results"]
timing = (
pl.DataFrame(audit["performance_records"])
.filter(pl.col("framework").is_in(FRAMEWORKS))
.with_columns(
pl.col("case_study").replace_strict(CASE_NAMES).alias("strategy"),
pl.col("framework").replace_strict(FRAMEWORK_NAMES).alias("engine"),
pl.col("framework_median_seconds").round(ROUND_SECONDS).alias("external_seconds"),
pl.col("ml4t_median_seconds").round(ROUND_SECONDS).alias("ml4t_seconds"),
pl.col("framework_to_ml4t_ratio").round(2).alias("external_div_ml4t"),
)
.select("strategy", "engine", "external_seconds", "ml4t_seconds", "external_div_ml4t")
)
assert timing.height == 6
display(timing)
# %% [markdown]
# The timer excludes data and adapter preparation. The ratios should not be applied to other
# strategies or machines.
# %% [markdown]
# ## 4. Synthetic stress evidence
# %% tags=["results"]
stress = (
pl.DataFrame(audit["synthetic_stress"]["records"])
.filter(pl.col("framework").is_in(FRAMEWORKS))
.with_columns(pl.col("framework").replace_strict(FRAMEWORK_NAMES).alias("engine"))
.select("engine", "intents", "fills", "trades", "terminal_value", "status")
)
display(stress)
# %% [markdown]
# Both synthetic stress rows pass against their matching ML4T profiles. Their terminal values differ
# because the profiles reproduce different framework conventions. The test is pairwise: ML4T versus
# Backtrader and ML4T versus Zipline. The workload tests scale and event conventions, while the
# required rows above determine the real-data comparison.
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Diese Zusammenfassung wurde vom Research-Agenten von Stratmill anhand des Originals verfasst; sie ist keine Kopie der Quelle.